12. $A$ 写出下列反应的化学方程式。
(1)铁钉与硫酸铜溶液的反应：。
(2)实验室利用固体和液体混合不加热制取氧气：。
(3)实验室加热纯净物制取氧气：。
(4)实验室加热固体混合物制取氧气：。
(5)过氧化钠$(Na_{2}O_{2}$固体与水反应，放出能使带火星的木条复燃的气体，同时生成氢氧化钠：。

12. (1)$Fe + CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4} + Cu$
(2)$2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow$
(3)$2KMnO_{4}\xlongequal{△}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow$
(4)$2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow$
(5)$2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\;\;}4NaOH + O_{2}\uparrow$

【分析】
要写出各反应的化学方程式，需先明确每个反应的反应物、生成物，结合反应类型（置换、分解）、反应条件，依据化学方程式书写规则（配平、标注反应条件、气体符号）完成：
1. 铁钉与硫酸铜是置换反应，铁显+2价，置换出铜，生成物为硫酸亚铁和铜；
2. 实验室固液不加热制氧气，是过氧化氢在二氧化锰催化下分解；
3. 加热纯净物制氧气，是高锰酸钾受热分解；
4. 加热固体混合物制氧气，是氯酸钾在二氧化锰催化、加热条件下分解；
5. 过氧化钠与水反应，生成氧气（使带火星木条复燃）和氢氧化钠，需配平反应式。
【解析】
根据各反应原理，按化学方程式书写规范书写：
(1) 铁与硫酸铜发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜：$\ce{Fe + CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4} + Cu}$；
(2) 过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气：$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；
(3) 高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气：$\ce{2KMnO_{4}\xlongequal{△}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow}$；
(4) 氯酸钾在二氧化锰催化、加热条件下分解生成氯化钾和氧气：$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$；
(5) 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，配平后：$\ce{2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\;\;}4NaOH + O_{2}\uparrow}$。
【答案】
(1)$Fe + CuSO_{4}\xlongequal{\;\;}FeSO_{4} + Cu$
(2)$2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow$
(3)$2KMnO_{4}\xlongequal{△}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}\uparrow$
(4)$2KClO_{3}\xlongequal[△]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow$
(5)$2Na_{2}O_{2} + 2H_{2}O\xlongequal{\;\;}4NaOH + O_{2}\uparrow$
【知识点】
化学方程式书写、氧气的实验室制法
【点评】
本题考查初中化学核心的化学反应方程式书写，涵盖置换反应、分解反应，需掌握反应原理、条件标注、配平方法，是化学学习的基础内容，难度适中。
【难度系数】
0.7

三、探究题
13.$B$ 化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在陶土网上得到一些白色固体。
通过称量发现：在陶土网上收集到的产物的质量小于镁条的质量。有同学认为这个反应不遵守质量守恒定律。你认为导致这种实验结果的原因可能是。
【实验反思】探究化学反应前后物质的总质量关系时，如反应过程中有气体参加或生成一般需要在容器中进行。
【改进实验】小组同学按如图甲装置改进实验，验证了质量守恒定律，却又发现产物中还有一些黄色固体。

【提出问题】黄色固体是什么呢？
【查阅资料】①氧化镁为白色固体；②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(化学式为$Mg_{3}N_{2}$)固体；③氮化镁可与水反应生成氨气，氨气极易溶于水形成氨水；④氨水能使酚酞溶液变红。
【作出猜想】黄色固体为氮化镁。
【实验探究】按如图乙所示，取燃烧产物于小烧杯中，加入适量水，然后用大烧杯罩住。
现象：。
结论：黄色固体为氮化镁。
【反思交流】①氮化镁中氮元素的化合价是。
②空气中$N_{2}$的含量远大于$O_{2}$的含量，而镁条在空气中燃烧生成的$MgO$却远多于$Mg_{3}N_{2}$，由此可见，镁更容易与氧气反应。根据你所学过的知识，合理的解释是。
③如果用改进装置(设气密性良好)和试剂(设足量)测定空气中氧气含量，该实验所测得的氧气体积分数(填“大于”“小于”或“等于”)五分之一。
【拓展延伸】人们对燃烧的认识是不断发展的，通过镁在空气中的燃烧实验，你对于燃烧的条件又有什么新的认识？。

13. 部分氧化镁以白烟的形式逸散到了空气中
【实验反思】密闭
【实验探究】浸有酚酞溶液的脱脂棉团变红
【反思交流】①$-3$
②氧气比氮气活泼,更易与镁发生反应
③大于
【拓展延伸】燃烧不一定需要氧气(合理即可)

【分析】首先分析镁条燃烧后产物质量偏小的原因，是部分氧化镁以白烟形式逸散到空气中，未被称量；对于质量守恒定律的探究，有气体参与或生成的反应需在密闭容器中进行，防止气体影响称量；根据资料，氮化镁与水反应生成氨气，氨水呈碱性使酚酞变红，以此验证产物；计算化合价时利用化合物中正负化合价代数和为0；氧气比氮气活泼，所以镁更易与氧气反应；镁还能与氮气反应，导致测氧气体积分数偏大；最后根据镁在氮气中燃烧得出燃烧不一定需要氧气的结论。
【解析】
1. 镁条燃烧时，生成的氧化镁部分以白烟的形式弥漫到空气中，导致收集到的产物质量小于镁条的质量，因此该反应仍遵守质量守恒定律，原因是部分氧化镁以白烟逸散到空气中。
2. 【实验反思】探究化学反应前后总质量关系时，若反应有气体参加或生成，需在密闭容器中进行，避免气体逸出或进入影响称量结果。
3. 【实验探究】根据资料，氮化镁与水反应生成氨气，氨气溶于水形成氨水，氨水呈碱性，能使酚酞溶液变红，因此现象为浸有酚酞溶液的脱脂棉团变红。
4. 【反思交流】① 氮化镁（Mg₃N₂）中，镁元素化合价为+2价，设氮元素化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为0：3×(+2) + 2x = 0，解得x = -3。
② 氧气的化学性质比氮气活泼，更易与镁发生反应，因此镁条在空气中燃烧时，主要与氧气反应生成氧化镁，生成的氮化镁较少。
③ 用改进装置测定空气中氧气含量时，镁不仅消耗氧气，还消耗了空气中的氮气，导致装置内气体减少的体积大于氧气的体积，因此测得的氧气体积分数大于五分之一。
5. 【拓展延伸】镁能在氮气中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气参加。
【答案】
部分氧化镁以白烟的形式逸散到了空气中
【实验反思】密闭
【实验探究】浸有酚酞溶液的脱脂棉团变红
【反思交流】①$-3$；②氧气比氮气活泼，更易与镁发生反应；③大于
【拓展延伸】燃烧不一定需要氧气（合理即可）
【知识点】质量守恒定律、化合价计算、燃烧条件
【点评】本题以镁条燃烧为载体，综合考查质量守恒定律的验证、物质成分探究、化合价计算、燃烧条件等知识点，需要学生结合资料信息和化学原理逐步分析，培养实验探究和知识应用能力。
【难度系数】0.6